恆速蠕變

恆速蠕變是測定金屬材料在長時間的恆溫和恆應力作用下，發生緩慢的塑性變形現象的一種材料機械性能試驗。

基本介紹

• 中文名：恆速蠕變
• 外文名：Constant rate creep
• 相關：恆溫、恆應力
• 類別：恆速蠕變試驗
• 屬於：物理

基本含義

溫度越高或應力越大，恆速蠕變現象越顯著。蠕變可在單一應力（拉力、壓力或扭力），也可在複合應力下發生。通常的恆速蠕變試驗是在單向拉伸條件下進行的。

概述

恆速蠕變極限是試樣在規定的溫度和規定的時間內產生的蠕變變形量或蠕變速度不超過規定值時的最大恆應力。它有兩種表示方法:①用表示，其中t為試驗溫度(℃)，τ為試驗時間（小時），δ為規定的蠕變變形量（%）。例如=150兆帕，即表示某一材料在溫度為600℃、試驗時間為10萬小時、產生蠕變總變形量為1%時的蠕變極限為150兆帕。②用符號表示，其中t為試驗溫度（℃）、v為蠕變第Ⅱ階段的蠕變速度（%/小時）。例如=100兆帕，即表示某一材料在溫度為700℃、蠕變速度為(1/105)%/小時時的蠕變極限為100兆帕。

實驗方法

恆速蠕變試驗方法是：在某一恆溫下，把一組試樣分別置於不同恆應力下進行試驗，得到一系列蠕變曲線，然後在雙對數坐標紙上畫出該溫度下蠕變速度與應力的關係曲線，由之求出規定蠕變速度下的蠕變極限。

典型的恆速蠕變曲線（見蠕變）可分為4個部分：

①Oa為開始載入後所引起的瞬時彈性變形。如果應力超過材料在該溫度下的彈性極限，則Oa由彈性變形Oa′加塑性變形a′a組成。

②ab為蠕變的第Ⅰ階段，這一階段的變形速度隨時間而減小。

③bc為蠕變的第Ⅱ階段，也稱蠕變穩定階段，這一階段內的蠕變速度近於常數。

④cd為蠕變的第Ⅲ階段，也稱蠕變加速階段，這一階段內的蠕變速度隨時間而增加，最後在d點斷裂。

不同材料的蠕變曲線不同，而同一種材料的蠕變曲線也隨應力和溫度的改變而不同。蠕變試驗的時間，根據零件在高溫下的使用壽命而定。對在高溫下長期運行的鍋爐、汽輪機等材料，有時要求提供10～20萬小時的性能試驗數據。